輕質石油產品硫含量測試方法研究分析

壽佳菲 王林山

天津華測檢測認證有限公司 天津 300399

在石油化工行業持續發展的背景下如何精準地測定輕質石油產品中的硫含量是關系到石油產品質量的一個關鍵。經過一段時間的研究發展發現，庫侖分析在石油化學檢測工作中起著十分重要的作用，特別是微庫侖的分析更能夠提升輕質石油產品硫含量檢測的精準度。

1 輕質石油產品硫含量常見的測試方法

1.1 燃燈法

燃燈法是將一定比例和數量的汽油樣品進行燃燒處理，對于燃燒過程中產生的二氧化硫會使用3%比例的氯化鈉溶液來吸收，在吸收完成之后使用鹽酸標準溶液滴定剩下的氯化鈉，經過一系列的計算得到總體硫元素的含量。但是這類操作消時較長、對檢驗人員的個人要求較高，推廣有限。

1.2 微庫侖分析方法

微庫侖分析方法是低硫樣品檢測中的常用方式，具備檢出下限低、檢測結果準確的特點。這類檢測方式的實驗原理如下：樣品中的硫元素會在裂解管中和氧氣產生反應，形成二氧化硫，之后在電解池中和I3發生離子反應，最后通過法拉第定律計算出硫的總體含量。微庫侖分析儀由于每次在分析之前均要標定轉化率，使用起來較為煩瑣，會存在重現性較差的情況。

1.3 紫外熒光檢測分析方法

在檢測的時候樣品會直接進入到裂解管中，在富氧檢測的過程中會被氧化成二氧化硫，樣品燃燒形成的氣體在去掉水分之后被紫外線光照射，二氧化硫在吸收紫外線光之后轉變為激發態的二氧化硫，在這類物質穩定之后發射熒光，使用光電倍增管按照特定波長檢測要求接收光線，之后經過輕微電流放大器放大處理，獲得精準的數據[1]。

1.4 能量色散X射線熒光光譜分析方式

這種方式的應用原理是將試樣樣品放置在X射線中，測定波長在0.5335nm左右，在測試樣品的輻射強度之后，將數值和0.5190的背景輻射強度做減法，最終會獲得輻射凈強度。這類檢測方式具有一體化、可連續測試、不需要額外使用化學試劑、分析操作簡單、分析快速的特點。

1.5 氣相色譜分析方法

此法是在硫元素化合物在含有氫氣的火焰中燃燒的時候會形成激發態的S2，在回歸到基本狀態的時候會產生特征光。硫化物光譜潛在波長范圍在300nm到450nm之間，最大波長在394nm左右，發射光的強度等同于S2的分子，檢測呈現出非線性的狀態。含硫化合物在富氫火焰中燃燒二氧化硫，二氧化硫送至反應池后于臭氧反應生成激發態的SO2，衰變回基態后發出藍色光譜，根據光的強度得到含硫化合物的含量。此法分析汽油中總硫技術仍處于研究和探討階段。

2 基于微庫侖分析法的輕質石油產品中的微量總硫含量測定實驗

2.1 儀器設備的準備

測試儀器選擇LC-4微庫侖儀、記錄器、電磁攪拌器、自動進樣器、滴定池、裂解管、裂解爐、小型加熱爐、10ml的注射器。實驗試劑需要二次蒸餾水、標準的硫元素樣品。在試驗的過程中還需要按照以下的標準配置電解液：在1L的蒸餾水中加入0.4ml的冰醋酸和0.5g的碘化鉀。

2.2 試驗條件分析

試驗操作中每分鐘產生60ml的反應氣、160ml的載氣，燃燒時裝置內部的溫度為900攝氏度，吸附劑的溫度在40攝氏度左右。試驗終點電壓為125mv。

2.3 試驗檢測方法

將準備好的樣品放入到裂解管的內部，將樣品和氧氣混合在一起進行燃燒，樣品中的硫會轉變為二氧化硫，這些載氣會被帶入到滴定池，和池塘中的I3發生反應，降低I3中的濃度，在這個過程中還會將變化的信號輸送到微庫侖放大器。放大器在輸出一個對應電壓電解電極的時候在陽極就會產生氧化反應[2]。

3 基于微庫侖分析法的輕質石油產品中的微量總硫含量測定結果分析

3.1 不適用低硫吸附劑對樣品實施檢測

在選擇好確定濃度的標準樣品后在不適用低硫吸附劑的情況下對樣品進行測試，測試的過程中會出現負峰的現象，具體測定結果如表1所示。在使用碘作為基本滴定試劑時，樣品中的氮化物元素會對檢測結果產生干擾。氯化物可以在一定的條件下氧化為氧化氮，并和鹵化物發生反應生成鹵素。這些物質都能夠氧化電解液中的碘離子。

表1 不適用吸附劑時樣品的測試結果

3.2 使用低硫吸附劑測定樣品

選擇已經確定濃度的標準樣品來使用低硫吸附劑進行檢測，吸附劑的裝填長度在2cm到4cm之間，裝填好之后在120攝氏度的環境中活化半個多小時，在溫度降低到40攝氏度的時候完成測試。測試結果顯示在使用吸附劑之后樣品沒有再出現負峰，變化趨于穩定。最終證明，吸附劑能夠有效過濾裂解氣，去除樣品中鹵素、氮化物對硫測定的干擾[3]。

3.3 反應氣和載氣的影響分析

經過文獻分析研究，如果反應氣不純會導致空白數值提高，并將其線噪音擴大，最終導致氣體檢測的回收率和靈敏度比較低。在試驗操作的時候曾經選擇了普通的氧氣測試，但是總體回收率低于80%。在使用高純度的氧氣之后回收率提高到90%到110%。在實驗操作中我們還發現載氣的純度越高，最終達到的測試結果越準確。

3.4 精密度的分析

精密度測試分析如表2所示，重復測試結果的最大偏差數值為每ul0.05ng，基本上可以滿足石油化工行業的檢測要求。

表2 精準度測試分析表

3.5 精準度的考察分析

使用異辛烷和硫元素樣品混合開展試驗分析，統計分析試驗數據，最終發現使用吸附劑之后，各個不同類型硫元素含量的樣品回收率達到了九成以上，充分驗證了這類檢測方式的可行性[4]。

4 結束語

綜上所述，汽油中的總硫含量是一項非常重要的指標，在環保問題日益突出的背景下國IV汽油標準的總硫要求降低到了50ppm，這對檢測分析手段提出了更高的要求。目前應用最普遍的是實用的微庫侖綜合分析方法和簡便準確地紫外熒光分析方法文章采用LC-4微庫侖檢測儀器設備對輕質石油產品的微量元素質量進行測定，和以往的測試相比顯出良好的測試性能、靈敏度和準確度，能夠為石油化工產品的生產提供重要支持。